Устройство для измерения геометрических искажений магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем Советский патент 1992 года по МПК H04N17/00 

Изобретение относится к технике телевизионных измерений и может быть использовано при разработке и производстве электромагнитных отклоняющих систем (ОС) для черно-белых и цветныхэлектронно- лучевых трубок (ЭЛТ).

Целью изобретения является уменьшение времени измерения и повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена Структурная электрическая схема устройства для измерения геометрических искажений (ГИ) магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем (ОС); на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3, 4, 5- графики соотношений сигналов.

Устройство для измерения ГИ магнитного поля электромагнитных ОС содержит источник .1 постоянного тока, ключ 2, катушки 3 и 4 горизонтального и .вертикального отклонения электромагнитной ОС 5, оправку 6 из немагнитного материала, основной и компенсационный магнитоиндукционные зонды 7 и 8 с выводами 9, блок 10 контактных колец, вал 11 двигателя 12, блок 13 скользящих щеток, усилитель 14, полосовые фильтры первой, второй и третьей гармоник, амплитудный детектор 18 первой гармоники, блок 19 синхронизации, измерители 20 и 21 начальной фазы второй и третьей гармоники, первый блок 22 переключателей, блок 23 памяти начальных фаз (БПНФ), первый и второй блоки 24 и 25 определения знака косинуса (БОЗК), первый и второй умножители 26 и 27, блок 28 Определения фазы (БОФ), третий блок 29 определения знака косинуса (БОЗК), третий умножитель 30, амплитудные детекторы 31 и 32 второй и третьей гармоники, второй блок 33 переключателей, измеритель 34 отношения амплитуд второй и первой гармоник, третий блок 35 переключателей, первый и второй блоки 36 и 37 слежения и хранения (БСХ), первый сумматор 38, измеритель 39 отношения амплитуд третьей и первой гармоник, третий и четвертый блоки

40 и 41 слежения и хранения (БСХ), пятый и шестой блоки 42 и 43 слежения и хранения (БСХ), второй сумматор 44, шесть компараторов 45-50, блок 51 пороговых отрицательных напряжений (БПОН), блок 52 пороговых положительных напряжений (БППН), четвертый блок 53 переключателей, индикатор 54, кнопка 55 Пуск и формирователь 56 импульсов запуска (ФИЗ).

Устройство для измерения ГИ магнитного поля электромагнитных ОС работает следующим образом.

ОС 5 одевается на оправку 6 и подключается к источнику 1 постоянного тока через

ключ 2. После нажатия кнопки 55 Пуск сигналы, поступающие из ФИЗ 56 последовательно запускают соответствующие блоки устройства. ФИЗ 56 формирует короткие управляющие импульсы в моменты времени to, ti, t2tg (см. фиг, 2). В момент нажатия

кнопки Пуск формируется импульс запуска цикла измерения (фиг. 2а). Этим импульсом включается двигатель 12 (фиг. 26), источник 1 постоянного тока подключается к катушкам 3 горизонтального отклонения 3

через ключ 2 (фиг. 2 в). В катушки горизонтального отклонения ток от источника 1 постоянного тока. Во вращающемся магнитоиндукционном зонде, состоящем из основного и компенсационного зондов 7 и

8, создается периодический сигнал, наве- денный-магнитным полем тока катушек горизонтального отклонения. Сигнал от соединенных последовательно-встречно основного и компенсационного зондов 7 и 8

через соединительные выводы 9, блок 10 контактных колец, блок 13 скользящих щеток и усилитель 14 поступает на входы полосовых фильтров 15-17 первой, второй и третьей гармоники соответственно. В момент времени ti включается БПНФ 23 (фиг. 2г), амплитудные детекторы 18, 31 и 32 переводятся в рабочий режим блоком переключателей 33 (фиг, 2д) - до этого момента амплитудные детекторы не функционировали. С.выходов полосовых фильтров 15-17

первой, второй и третьей гармоники сигналы соответственно первой, второй и третьей гармоники поступают на входы амплитудных детекторов 18, 31, 32, выделяющих амплитудные значения соответствующих гармоник. G выходов полосовых фильтров второй и третьей гармоники комплексные сигналы второй и третьей гармоник поступают на первые входы измерителей начальных фаз второй и третьей гармоники 20 и 21, где измеряются фазы гармоник относительно фазы синхроимпульсов, поступающих на вторые входы этих измерителей из блока 19 синхронизации. Блок 19 синхронизации формирует синхроимпульсы с частотой повторения, равной числу оборотов вала дви- гателя, а фаза синхроимпульсов синхронизируется фазой комплексного сигнала первой гармоники. Таким образом измерители 20, 21 начальных фаз второй и третьей гармоники измеряют начальные фазы этих гармоник относительно фазы первой гармоники. Сигналы с информацией о значениях начальных фаз второй и третьей гармоник через первый блок 2, переключателей поступают в БПНФ 23, где информация хранится до конца цикла измерения ГИ данной ОС. С выходов амплитудных детекторов 18 и 32 первой и третьей гармоники сигнал, соответствующий значению амплитуды первой и третьей гармоники, через второй блок 33 переключателей и третий блок 35 переключателей поступает соответственно в третий и первый БСХ 40 и 36, где они хранятся до конца цикла измерения ГИ данной ОС. С выхода амплитудного детектора 31 второй гармоники абсолютное значение сигнала амплитуды второй гармоники через блок 33 переключателей поступает на соответствующий вход измерителя 34 отношения амплитуд второй и первой гармоник, на другой вход которого поступает сигнал амплитуды первой гармоники. Сигнал отношения амплитуд второй и первой гармоник через блок 35 переключателей поступает в пятый БСХ 42. В момент времени т.2 БСХ 36, 40, 42, предназначенные для слежения и хранения сигналов абсолютного значения амплитуды первой гармоники, относительной амплитуды второй гармоники и абсолютного значения амплитуды третьей гармоники, переводятся в режим хранения (фиг. 2е). В момент времени ta блоком 33 переключателей выключаются амплитудные детекторы 18, 31, 32 (фиг. 2д). В момент времени t4 источник 1 постоянного тока отключается от катушек горизонтального отклонения и подключается к катушкам вертикального отклонения (фиг. 2в), вторым блоком 35 переключателей подключаются

входы БСХ 41, 43, 37, презназначенных соответственно для слежения и хранения абсолютного значения амплитуды первой, относительной амплитуды второй и абсо- 5 лютного значения амплитуды третьей гармоник сигнала, наведенного магнитным полем катушек вертикального отклонения (фиг. 2з). В момент времени ts амплитудные детекторы 18, 31, 32 вновь переводятся в 0 рабочий режим (фиг. 2д). В момент времени t6 БСХ 37, 41, 43 переводятся в режим хранения (фиг. 2ж). В момент времени п блоком 33 переключателей выключаются амплитудные детекторы 18, 31, 32 (фиг. 2д), выходы

5 компараторов 45-50 подключаются к индикатору 54 (фиг. 2и). В момент времени ts выключается двигатель 12 (фиг. 26), отключается источник 1 постоянного тока (фиг. 2в), третий блок 35 переключателей возвраща0 ется в исходное положение (фиг. 2з). В момент времени tg формируется импульс Останов, отключается индикатор, блоки слежения и хранения переводятся в исходное состояние, т.е. в режим слежения, вы5 ключается блок памяти.

Последовательность операций измерения сигнала, наведенного магнитным полем катушек вертикального отклонения, аналогична операциям измерения сигнала, наве0 денного магнитным полем катушек горизонтального отклонения. Ключ 2 и блоки 22, 35 переводятся в момент времени t4 в другое положение, и в блок 23 памяти начальных фаз поступают сигналы началь5 ных фаз второй и третьей гармоник, во второй и четвертый БСХ 37 И 43 поступают сигналы абсолютных значений амплитуд соответственно третьей и первой гармоник, а в шестой БСХ 41 - сигнал относительного

0 значения амплитуды второй гармоники сигнала, созданного магнитным полем катушек вертикального отклонения.

Первый и второй сумматоры 38 и 44 вычисляют, абсолютные значения суммар5 ных амплитуд соответственно первой гармоники UiЈ (Din2 + Uir2)1 и третьей гармоники U3Ј (изв2 + 1)зг) , где UiB, Use - абсолютные значения амплитуд первой и третьей гармоник сигнала, наведенного

0 магнитным полем катушек вертикального отклонения, Uir, Usr - абсолютные значения амплитуд первой и третьей гармоник сигнала, наведенного магнитным полем катушек голризонтального отклонения. Геометриче5 .ское суммирование согласно указанным

формулам учитывает сдвиг фаз (- ) между

комплексными значениями сигналов, наведенных магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения

для всех нечетных гармоник порядка п 1, 3. Блок 28 определения фазы фиксирует начальную фазу рз2 суммарного сигнала третьей гармоники

Цзв sin Ч- UST sin узг tg рз,2 - изо cos рзв + U3r cos рзт где уэзв , - начальные фазы третьей гармоники сигналов, наведенных магнитным полем соответственно катушек вертикального и горизонтального отклонения. С выходов первого и второго сумматоров 38 и 44 сигналы абсолютных значений суммарных амплитуд соответственно первой и третьей гармоник поступают на первый и второй входы измерителя 39 отношения амплитуд третьей и первой гармоник, где образуется

сигнал относительного значения амплитуды

у3 третьей гармоники Узг(%) 100 .

В результате измерения амплитуд и фаз гармоник сигнала, наведенного в магнито- индукционном зонде магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения, стало возможным определение типа ГИ, а именно по абсолютному значению и начальной фазе относительных амплитуд второй гармоники сигналов (по отношению к первой), наведенных магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения, раздельно определяются ГИ типа трапеции, а по абсолютному значению и начальной фазе относительной амплитуды третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным действием магнитного поля катушек вертикального и горизонтального отклонения, судят о ГИ типа подушки, бочки.

Известно, что в зависимости от типа несимметричных ГИ, а также в зависимости от типа и величины ГИ начальная фаза относительных амплитуд соответственно второй и третьей гармоник может принять значения 0 или 180°, т.е. совпадать или быть противоположной фазе первой гармоники. С целью определения связи типа ГИ со значением относительных амплитуд и фаз. использованы первый, второй и третий блоки 24, 25 и 29 определения знака косинуса, причем на входы первого и второго блоков 24 и 25 из БПНФ 23 поступают сигналы с информацией о фазах второй гармоники сигнала, наведенного магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения соответственно, а к входу блока 29 подводится сигнал с информацией о начальной фазе третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным действием магнитного поля катушек вертикального и горизонтального отклонения. На выходах блоков 24, 25

и 29 в зависимости от поступающих сигналов начальных фаз образуются сигналы cos 0° 1 или cos 180° -1, которые поступают на первые входы соответственно первого, второго и третьего умножителей 26, 27 и 30, на вторые входы которых поступают сигналы относительных амплитуд соответственно второй гармоники сигналов, наведенных магнитным полем катушек

вертикального и горизонтального отклонения в отдельности и относительной амплитуды третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным действием магнитного поля катушек вертикального и горизонтальнрго отклонения. Выход каждого умножителя соединен с первыми входами двух компараторов 45, 46, второй вход компаратора 45 подключен к БПОН 51, а второй вход компаратора 46 - к БППН 52. При

наличии ГИ определенного типа, превышающих установленное значение, на выходе соответствующего компаратора появляется сигнал, несущий информацию о забракова- нии и причине забраковки. Так, первый и

второй компараторы 45 и 46 сигнализируют о браке ввиду ГИ типа трапеции горизонтальной и их форме, третий и четвертый компараторы 47 И 48 сигнализируют о браке ввиду наличия ГИ типа трапеции вертикальной и их форме, пятый компаратор 49 - о браке ввиду ГИ типа подушки, шестой компаратор 50-о браке ввиду ГИ типа бочки. Выходные сигналы всех компараторов одновременно поступают в индикатор 54. В

случае отсутствия сигналов о браке на выходах всех компараторов в индикаторе 54 фор- мируется сигнал о соответствии измеряемой ОС требованиям по ГИ.

На фиг. За приведен график соотношения выходного сигнала 1)2в(%) cos первого умножителя 26 и значения ГИ типа трапеции горизонтальная (Тг %), где U2s %, (р2ъ % соответственно относительная амплитуда и начальная фаза второй гармоники

сигнала, наведенного магнитным полем катушек вертикального отклонения. На фиг. 36 приведен график соотношения начальной фазы f2B и значения ГИ типа трапеция горизонтальная.

.

На фиг. 4а приведен график соотношения выходного сигнала U2r(%) cos (fa второго умножителя 27 и значения ГИ типа трапеции вертикальной (Т0 %), где

U2r %, -.соответственно относительная амплитуда и начальная фаза второй гармоники сигнала, наведенного магнитным полем катушек горизонтального отклонения. На фиг, 46 приведен график соотношения

начальной фазы р2Г и ГИ типа трапеции вертикальной.

На фиг. 5а приведен график соотношения выходного сигнала Uss % . cos рз$. третьего умножителя 30 и значения ГИ типа бочки (%), ГИ типа подушки (%), где КзЈ . i/uj- соответственно относительная амплитуда и начальная фаза третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным магнитным полем катушек вертикального и гори- зонтального отклонения. На фиг. 56 приведен график соотношения между начальной фазой ГИ типа бочки, подушки.

Как было указано, ФИЗ 56, запускае- мый нажатием кнопки Пуск 55, управляет работой всех переключателей, всех БСХ, БПНФ 23, и включением - выключением двигателя 12. Ключ 2 предназначен для подключения источника 1 постоянного тока к катушкам отклонения, первый и третий блоки переключателей - для поочередного переключения входов соответственно БПНФ 23 и БСХ 36-43 при измерении сигналов. Второй блок 33 переключателей выключает амплитудные детекторы 18, 31, 32 в моменты подачи тока в катушки отклонения и в моменты отключения тока.

ФИЗ 56 обе спечивает перевод блоков слежения и хранения в режимы слежения или хранения в соответствующие моменты времени, обеспечивает включение и выключение БПНФ 23 и двигателя 12.

Алгоритм работы устройства для измерения ГИ магнитного поля электромагнит- ный ОС можно проследить по временным диаграммам на фиг. 2: а) импульсы с ФИЗ 56; б) t0-t8, временной интервал включения двигателя 12; в) время подведения тока питания к катушкам горизонтального отклоне- ния время подведения тока питания к катушкам вертикального отклонения t4-tsi г) t|-tg - время включения блока 23 памяти начальных фаз; д) ti-тз. ts-t - временные интервалы рабочего состояния амплитуд- них детекторов; е) - время работы БСХ сигнала горизонтального отклонения в режиме Слежение ; время работы БСХ сигнала горизонтального отклонения в режиме Хранение ; з) - время подключе- ния входов БСХ сигналов вертикального отклонения; t/i-ts- время подключения входов БСХ сигналов горизонтального отклонения; ж) время работы БСХ сигнала вертикального отклонения в режиме Сле- жение ; - время работы БСХ сигнала вертикального отклонения в режиме Хранение ; и) - время подключения выходов компараторов к индикатору.

Устройство для измерения ГИ магнитного поля электромагнитных ОС позволяет автоматизировать не только процесс контроля, но и процесс юстировки ОС, что выражается в значительном экономическом эффекте.

Формула изобретения Устройство для измерения геометрических искажений магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем, содержащее источник постоянного тока, через ключ соединенный с катушками горизонтального и вертикального отклонения, которые установлены на.оправку, двигатель, основной и компенсационный магнитные зонды, которые соединены между собой последовательно-встречной подключены каждый к соответствующему входу блока контактных колец и которые расположены внутри оправки на валу двигателя, на котором также установлен блок контактных колец, усилитель, входы которого через скользящие щетки соединены с выходами блока контактных колец, а выход усилителя подключен к входам полосового фильтра второй гармоники и полосового фильтра третьей гармоники соответственно, блок синхронизации, выход которого подключен к синхровходу соответственно измерителя начальной фазы второй гармоники и измерителя начальной фазы третьей гармоники, первый блок переключателей, блок памяти начальных фаз,.блок определения фазы, амплитудный детектор второй гармоники, амплитудный детектор третьей гармоники, первый и второй блоки слежения и хранения, первый сумматор, формирователь импульсов запуска и индикатор, при этом выход полосового фильтра второй гармоники через последовательно соединенные измеритель начальной фазы второй гармоники, первый блок переключателей и блок памяти начальных фаз подключен к первому входу блока определения фазы, выход полосового фильтра третьей гармоники через последовательно соединенные измеритель начальной фазы третьей гармоники, первый блок переключателей и блок памяти начальных фаз подключен к второму входу блока определения фазы, выход полосового фильтра второй гармоники соединен с входом амплитудного детектора второй гармоники, а выход полосового фильтра третьей гармоники соединен с входом амплитудного детектора третьей гармоники, выходы первого и второго блоков слежения и хранения соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени измерения и повышения точности

измерения, в него введены полосйвой фильтр первой гармоники, амплитудный детектор первой гармоники, второй, третий и четвертый блоки переключателей, измеритель отношения амплитуд второй и первой гармоник, три блока определения знака косинуса, третий, четвертый, пятый и шестой блоки слежения и хранения, второй сумматор, и умножителя сигналов, измеритель отношения амплитуд третьей и первой гармоник, шесть компараторов, блок пороговых отрицательных напряжений и блок пороговых положительных напряжений, при этом выход полосового фильтра первой гармоники соединен с входом синхронизатора и через последовательно соединенные .амплитудный детектор первой гармоники и второй блок переключателей с первым входом измерителя отношения амплитуд второй и первой гармоник, вход которого через третий блок переключателей соединен с входами -третьего и четвертого блоков слежения и хранения, выход амплитудного детектора второй гармоники через второй блок переключателей подключен к второму входу измерителя отношения амплитуд второй и первой гармоник, выход которого через третий блок переключателей соединен с входами пятого и шестого блоков слежения и хранения, выход третьего и выход четвертого блоков слежения и хранения подключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора, третий выход блока памяти начальных фаз через первый блок определения знака косинуса подключен к первому входу первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом пятого блока слежения и хранения, четвертый выход блока памяти начальных фаз-через второй блок определения знака косинуса подключен к первому входу второго умножителя, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов запуска и вторым входом второго, четвертого и шестого блоков слежения и хранения соответственно, выход блока определения фазы через третий блок определения знака косинуса подключен к первому

входу третьего умножителя, выход первого сумматора соединен с первым входом измерителя отношения амплитуд третьей и первой гармоник, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а

выход - с вторым входом третьего умножителя, выход первого умножителя подключен к первым входам первого и второго компараторов, выход второго умножителя подключен к первым входам третьего и

четвертого компараторов, выход третьего умножителя подключен к первым входам пятого и шестого.компараторов, первый, второй и третий выходы блока пороговых отрицательных напряжений соединены

соответственное вторыми входами первого, третьего и пятого компараторов, первый, второй и третий выходы блока пороговых положительных напряжений соединены соответственно с вторыми входами второго,

четвертого и шестого компараторов, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого компараторов через четвертый блок переключателей соединены соответственно с информационными входами

индикатора, причем второй выход формирователя импульсов запуска подключен к вторым входам первого, третьего и пятого блоков слежения и хранения, третий выход формирователя импульсов запуска соединен с входом управления четвертого блока переключателей, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы формирователя импульсов запуска соединены соответственно с входами запуска двигателя, ключа, второго

блока переключателей и блока памяти начальных фаз, а восьмой выход формирователя импульсов запуска соединен с входом запуска первого и третьего блоков переключателей.

#„ i, у, /„ /« у 1/1

Изобретение относится к технике телевизионных измерений. Цель изобретения - уменьшение времени измерения и повышение точности измерения. Для этого устройство для измерения геометрических искажений магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем содержит источник постоянного тока 1, ключ 2, катушки отклонения 3, 4 электромагнитной отклоняющей системы 5. оправку 6, магнитоиндук- ционные зонды 7, 8, двигатель 12, блок скользящих щеток 13, усилитель 14, полосовые фильтры первой, второй и третьей гармоник 15, 16, 17, амплитудные детекторы первой, второй и третьей гармоник 18, 31, 5

Область.,ГОДЕН ГИ типа Jpa- Область ,6РАК (иска- пеция горизонтальная В допу-1 жения превышают ске допустиные) W тиI па .Трапеция горизонтальная Вида

D

17

ts .,

Trf%)

а

БтШ

О&шсть .ПЩЕИ М типа ,Тра-1Область .БРАК (искажения пеция Верт ишьная В допуске I превышают допустимые)

ГИ типа .Трапеция &ерти- кального Вида)

о

I ШМ

б№)

Область .БРАК (искажения превышают допустимые) ГЦ типа .Бочка

Область JOREH ги типа .бочка Подуш- Область ,5РАК (иска- щ о допускеi пения превышают

Допустимые) ГНтипа,Пощ

tytilKQ

Область ,5РАК (иска i пения превышают

Допустимые) ГНтипа,Пощ

tytilKQ